固體酸催化劑的合成及其催化Baeyer-Villiger氧化反應研究.pdf

1、本論文分為五部分:第一章:文獻綜述本章從五個方面對酮類Baeyer-Villiger氧化反應的研究進展做了綜述:(1)引言;(2)Baeyer-Villiger氧化反應的機理;(3)Baeyer-Villiger氧化反應的特點;(4)Baeyer-Villiger氧化反應的氧化劑;(5)Baeyer-Villiger氧化反應的催化劑:主要包括均相催化劑、非均相催化劑和生物酶催化劑,在這里著重介紹了非均相催化劑催化下的Baeyer-Vil

2、liger氧化反應,從沸石類、介孔材料、黏土類、硅膠、有機高分子擔載催化劑、金屬氧化物和固體酸等七個方面分別進行了闡述,最后進行了簡短的總結(jié)。第二章:硅膠負載磺酸催化劑的合成及其催化性能研究以硅膠為載體,利用氯磺酸與硅膠表面羥基的接枝反應,制備了三種不同磺酸負載量的固體酸催化劑,采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG-DTA)、X射線粉末衍射(XRD)、氮氣吸附脫附(N2adsorption-desorption)及掃描電

3、子顯微鏡(SEM)對催化劑進行了表征;研究了催化劑對Baeyer-Villiger氧化反應的催化性能,對氧化過程進行了優(yōu)化,得出了反應的最佳條件。催化氧化結(jié)果表明,以質(zhì)量分數(shù)30％的H2O2為氧化劑,該催化劑在溫和的條件下可以實現(xiàn)許多環(huán)酮和脂肪酮的Baeyer-Villiger氧化,其中2-金剛烷酮和環(huán)己酮幾乎可以實現(xiàn)化學計量的轉(zhuǎn)化。此外,還研究了此催化劑作用下羧酸與甲醇的酯化反應,底物的轉(zhuǎn)化率與選擇性大都保持在90%以上。該催化劑制備

4、簡單,催化體系條件溫和,且催化劑可重復使用5次。第三章:PEG6000-OSO3H催化下的Baeyer-Villiger氧化反應制備了PEG6000負載氯磺酸催化劑(PEG6000-OSO3H),利用FT-IR、TG-DTA和元素分析方法對催化劑進行了表征。研究了以PEG6000-OSO3H為催化劑,30%H2O2為氧化劑條件下,酮類的Baeyer-Villiger氧化反應,考察了溶劑、反應溫度、反應時間、催化劑用量、氧化劑用量等因素對

5、反應的影響,得到反應的最佳條件為:底物酮0.1mmol,30%H2O20.3mmol,催化劑用量10mg,溶劑1,2-二氯乙烷3mL,溫度70oC,反應時間24h。在此最佳條件下,一些環(huán)酮類底物如2-金剛烷酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮、2-甲基環(huán)己酮、4-甲基環(huán)己酮和4-叔丁基環(huán)己酮等都可以在溫和的條件下被氧化得到相應內(nèi)酯,且反應具有89%~100%的底物轉(zhuǎn)化率和80%~99%的內(nèi)酯選擇率。第四章:Sn-W過渡金屬復合氧化物的合成、表征及其催化性

6、能研究通過焙燒共沉淀物的方法制備了一系列Sn-W過渡金屬復合氧化物催化劑。受Sn/W金屬比,焙燒溫度等的影響,不同條件下得到的復合金屬氧化物催化性能有明顯的差異。其中,當Sn/W=2,焙燒溫度為800oC時,得到的Sn/W-2-800復合金屬氧化物的催化性能最好。采用FT-IR、XRD、SEM和氮氣吸附脫附試驗對催化劑進行了表征。研究了Sn/W-2-800對酮類的Baeyer-Villiger氧化反應的催化性能,結(jié)果表明該催化劑可較好的